Seiring dengan perkembangan teknologi, exobiologi pun semakin dikukuhkan untuk menjadi salah satu bidang ilmu yang bertujuan untuk mendapatkan sebuah pengertian yang lebih baik dari proses asal muasal, evolusi dan distribusi kehidupan di Bumi atau ditempat lainnya di alam semesta. Exobiologi sendiri mulai diperkenalkan oleh Lederberg (1960), dan berbeda dari biologi yang hanya terkonsentrasi di Bumi, exobiologi memperluas jangkauannya ke luar Bumi menuju planet-planet lain, komet, meteorit, asteroid dan ruang angkasa dalam lingkup yang sangat luas.
Interstellar medium
Sekitar 80 tipe molekul telah berhasil diidentifikasikan dari garis emisi dan absorbsi pada daerah interstellar dan circumstellar. Namun sayangnya species yang rapuh yang bisa bertahan dan “selamat” di ruang vakum masih belum bisa dikembangkan di laboratorium Bumi. Komposisi interstellar medium bisa diketahui dari pengamatan radio astronomi, dan sejumlah besar fraksi molekul yang telah ditemukan pada awan yang kerapatannya rapat di daerah interstellar medium merupakan materi organik. Kebanyakan dari materi yang ditemukan masih belum tersaturasi seperti polyacetylenes, molekul C3H2 dan C3H serta berbagai rantai karbon CnH, CnS dan CnO. Dari semua molekul yang ditemukan, molekul terbesar yang ditemukan adalah polyacetylenenitriles. Selain itu juga ditemukan molekul-molekul yang diperkirakan merupakan perintis atau komponen asal yang membentuk gula, “lipids”, adenine, aldehyds, asam amino, protein, maupun glycine. Selain molekul organik, pita emisi inframerah juga menunjukkan kehadirasn PAH (polycyclic aromatic carbon). Dan pada pita absorbsi juga diperkirakan menunjukkan keberadaan sel bakteri. Dari pengamatan spektroskopi juga ditemukan bukti keberadaan butiran debu antar bintang yang terdiri dari inti silikat dan selubung molekul non volatil dari sneyawa organik.
Proses kimia yang terjadi di interstellar medium dimana terdapat molekul organik terbentuk dari reaksi molekul pada fasa ion gas dengan hidrogen melalui proses fotokimia dan reaksi permukaan pada butiran debu antar bintang.
Tata Surya
Solar Nebula
Berdasarkan model pembentukan tata surya, diperkirakan tata surya terbentuk dari nebula matahari, daerah inti rapat pada awan molekul antar bintang yang runtuh. Model ini memisahkan daerah outer dan inner, dimana daerah outer ditempati planet-planet gas sedangkan bagian inner ditempati oleh planet terrestrial. Berdasarkan model pembentukan planet dari nebula matahari, proses akresi yang terjadi hampir semuanya identik untuk setiap objek, dimana dari sejumlahbesar tubrukan butiran-butiran kecil terkumpul dan membentuk sebuah objek padat dengan ukuran yang terus bertambah membentuk planetesimal. Komposisi dari kawanan pembentuk objek padat ini bergantung pada jarak dan temperatur. Semakin jauh, temperatur makin rendah menyebabkan materi terkondensasi membentuk es yang terdiri dari hasil oksidasi yang kaya dengan materi organik. Sementara didaerah innr, temperatur yang tinggi berkondensasi membentuk objek yang terdiri dari batuan yang tersusun oleh logam nikel-besi, SiO2, MgO, Al2O3 dan CaO.
Komet
Komet terbentuk di daerah terluar tata surya, dan merupakan sisa kawanan planetessimal primitif yang duulunya membentuk planet terluar di tata surya. Dari spektrum komet, ditemukan kalau komet mengandung materi organik seperti CH, CN, CO, CS, H2CO, DCO, HCN, dan CH3CN serta ion di daerah ekor plasma komet yang didominasi oleh CO-. Kelimpahan materi organik didalam komet kemudian bisa diketahui setelah Vega 1 dan Vega 2 mempelajari komet Halley. Hasilnya menunjukkan kelimpahan materi organik pada Halley juga terdapat elemen Carbonaceous pada inti mineralnya. Carbonaecous merupakan elemen yang terdapat di meteorite. Pada selubung es organiknya diperoleh indikasi keberadaab senyawa cyclic. Selain itu juga diprediksi adanya PAHs, polimer formaldehyde dan HCN di coma dan ekor komet. Senyawa-senyawa ini memberikan warna baru dalam penelitian karena mereka merupakan pemain utama yang memegang peranan dalam prebiotik kimia.
Planet dan Satelit di daerah luar tata surya
Planet-planet terluar di tata surya tersusun oleh batuan, gas dan es, dan terbentuk dengan cepat selama 10 milyar tahun pertama sebelum gas di nbula matahari terdisipasi. Inti planet-planet ini terbentuk pertubuhan akresi planetesimal.
Di Jupiter, atmosfernya kaya akan materi-materi organik. Diperkirakan didaerah upper atmosfer Jupiter terjadi proses kimia atmosfer yang dinamik yang dikendalikan oleh radiasii UV. Padahal sinar UV yang sampai hanya 4% dari yang mencapai Bumi. Disini proses fotokimia metana diharapkan membentuk hidrokarbon dengan orde lebih tinggi serta fotolisis NH3 diharapkan akan menghasilkan HCN. Badai yang terjadi di atmosfer Jupiter mengindikasikan molekul dari daerah lapisan dalam dibawa ke lapisan teratas oleh gerak vertikal dan juga sebaliknya. Senyawa organik yang terbentuk di daerah upper atmosfer dibawa ke lapisan yang lebih dalam di troposfer akan segera hancur akibat penguapan, dekomposisi thermal atau hidrogenasi dan didaur ulang menjadi komponen utamanya. Atmosfer Jupiter bisa dikatakan merupakan laboratorium alami bagi kita untuk mengamati proses evolusi kimia organik dalam sebuah lingkungan. Disini, salah satu molekul paling sederhana yang mengandung karbon diubah menjadi hidrokarbon yang kompleks.
Salah satu satelit yang memiliki atmosfer adalah Titan, satelit dari Saturnus. Atmosfer Titan tersusun oleh N2 dan CH4, temperaturnya hanya 94 K di permukaan sehingga air yang ada di Titan hanya bisa ditemukan dalam keadaan beku. Di atmosfer Titan, terjadi proses evolusi kimia dari materi-materi organik tnpa keberadaan air yang berbentuk cairan. Hasil spektrometri inframerah yang dilakukan Voyager menunjukkan keberadaan beberapa hidrokarbon, serta jejak CO dan CO2. Reaksi fotokimia yang terjadi di lapisan atas stratosfer dan akibat temperatur rendah senyawa yang ada terkondensasi menjadi awan aerosol di atrstosfer bawah. Pada ketinggia yang lebih rendah awan metana mendominasi bagian atas troposfer, awan etana di ketinggian yang lebih rendah dan lemungkinan terdapat lautan ataupun danau metana di permukaannya. Keberadaan Titan yang bisa juga dikatakan sebagai Bumi primitif ini merupakan laboratorium alam dimana evolusi kimia organik masih terrus terjadi.
Asteroid dan meteorite
Observasi yang dilakukan pada asteroid menunjukkan kalau asteroid memiliki materi gelap di permukaannya, yang tampaknya umum berada didaerah terluar sabuk asteroid dan diperkirakan sebagai objek utama yang menghasilkan meteorite carbonaceous chondrite. Informasi komposisi kimianya bisa diperoleh setelah menganalisis meteorite. Hasilnya menunjukkan carbonaceous meteorite mengandung 5% materi organik. Dari hasil analisis meteorite Murchison 8 protein asam amino berhasil diidentifikasi dari campuran 70 asam amino. Carbonaceous chondrite diperkirakan merupakan sumber organik potensial pada Bumi primitif yang muncul di Bumi setelah diimpor selama masa tubrukan besar.
Terrestrial Planet
Akresi yang membentuk planet terrestrial terjadi saat materi yang tereduksi terkondensasi dari nebula matahari pada temperatur tertentu dan materi tersebut kurang dari bahan-bahan volatil. Materi yang kemudian disebut batuan inilah yang membentuk inti planet. Akresi yang terjadi kemudian lebih progresif dan lebih teroksidasi dan lebih kaya dengan elemen volatil. Pada tahap akhir, elemen volatil dan spesies molekul seperti air dan hidrokarbon ditambahkan di pemrukaan. Tampaknya air dan hidrokarbon ini berasal dari pertukaran materi yang terbentuk di daerah lain nebula dan kemudian diimpor ke planet-planet dalam pada masa akhir pembentukkannya. Namun ada argumentasi yang menyatakan, tabrakan antara komet besar dengan bumilah yang memberikan senyawa kimia pada tahap awal sejarah Bumi. Model alternatif lain adalah keseimbangan antara inti dan selubung yang telah terjadi sepanjang pembentukan inti. Selain itu diperkirakan materi organik di terrestrial planet berasal dari produksi yang terjadi di permukaan planet dini. Hasil penelitian menunjukkan kalau komposisi awal atmosfer Bumi primitif masih misteri, namun hasil geokimia menunjukkan atmosfer di masa awal Bumi didominasi oleh CO2, N2 dan H2O. Kalau karbondioksida dan nitrogen yang mendominasi masa awal Bumi, maka kelimpahan metana di atmosfer yang dipostulatkan Miller tidak akan mungkin membentuk asam amino di Bumi.
based on paper :
Exobiology, the study of the origin, evolution and distribution of life within the context of cosmic evolution : a review
langitselatan
Suray - SurayBlog - Suray's Words says:
Alam semesta akan senantiasa mengerut dan mengembang. Di kala suatu bentuk kehidupan muncul, maka dipastikan ada bentuk kehidupan lainnya yang musnah. Prinsip inilah yang membuat kadar jumlah materi di jagad raya tidak berkurang ataupun bertambah. Entah galaksi, tata surya, planet, bumi, bahkan seluruh makhluk hidup merupakan konsentrasi dari materi itu sendiri. Segala sesuatu yang berbentuk materi itu, pada dasarnya tidak memiliki inti yang kekal, ketidakkekalan inilah yang menyebabkan adanya perubahan yang konstan. Jagad raya yang kita kenal senantiasa berubah. Hanya satu hal saja di alam semesta ini yang tak pernah berubah, yakni perubahan itu sendiri.